单片机原理与技术 教学课件 作者 周明德 1第10章 抗干扰技术.pptVIP

第10章抗干扰技术 10.1 引 言 干扰是指有用信号以外的变化部分，是通常被称为噪声信号中能产生恶劣影响的那一部分，故有时又称其为噪声干扰信号或无意干扰信号。 10.1.1 干扰的来源 1．恶劣的供电条件 2．严重的噪声环境 3．其他 10.1.2 干扰的分类 1．串模干扰 串模干扰又称差模干扰，它是串联于信号回路之中的干扰，如图10-2所示。 2．共模干扰 共模干扰是指放大器或A/D转换电路的两个输入端上共有的干扰电压。 10.2 电源系统干扰 10.2.1 电源系统的组成 1．雷击干扰 2．高频感应 3．通断开关 4．电源本身的干扰 5．放电干扰 6．电网的干扰 10.2.2 电源系统的一般抗干扰技术 1．供电策略 2．电源接地技术 3．电源滤波技术 （1）交流端的滤波 （2）直流端的滤波 （3）滤波器的安装 4．电源系统的隔离技术 （1）交流电源的隔离 （2）直流电源的隔离 5．使用稳压器 （1）使用交流稳压器 （2）使用直流稳压器 6．瞬态干扰的抑制 10.2.3 开关电源的抗干扰技术 开关电源的干扰源主要有开关电源变压器、功率开关管和高频整流二极管。减小这些干扰源的噪声能量，是抗干扰最有效的办法之一。 1．优化布局 （1）减少环路面积 （2）将正负载流导线分别布在PCB板的两面 2．合理接地 3．滤波技术 （1）交流电源滤波器 （2）直流电源滤波器 10.2.4 电源系统的异常保护法抗干扰 1．不间断电源UPS的应用 2．软硬件结合的电源异常保护 10.3 总线的抗干扰设计 10.3.1 控制器接口的抗干扰措施 1．采用三态门式总线驱动器提高总线的抗干扰能力 2．总线接收端加施密特电路作缓冲器抗干扰 3．使用上拉电阻克服总线瞬间不稳定 4．总线的负载平衡 10.3.2 存储器部分噪声的抑制 1．动态RAM抗干扰措施 2．静态RAM抗干扰措施 10.3.3 系统装配的抗干扰设计 1．总体安排原则 ① 单片机和外围设备按各自体系要有明显界限，不能混装，即使小系统只有一块印制板，也要有明显组群集合。 ② 大功率电路和器件应与小信号电路分开。 ③ 噪声敏感器件应缩短连接的信号线。 ④ 发热量大的器件如ROM、RAM等应尽量安排在较小影响关键电路的地方和通风冷却较好的地方，印制板垂直放置时发热量大的器件应安置在最上面。 2．系统连接线注意事项 （1）强电线路安装及布线 （2）弱电布线 3．系统防辐射措施 （1）改善电源线、地线抗干扰性能 （2）信号线加阻尼 （3）注意印制线路设计 （4）屏蔽辐射源 10.4 接口电路抗干扰设计 10.4.1 概述 1．前向通道 2．后向通道 3．人机对话通道 4．相互通道接口 10.4.2 前向通道抗干扰技术 1．前向通道的内容与结构特点 （1）前向通道的含义 （2）前向通道的特点 （3）前向通道的结构类型 2．前向通道设计中应考虑的问题 10.4.3 多路开关及其抗干扰设计 1．多路开关及其抗干扰技术 2．多路开关选用的注意事项 （1）开关导通电阻的影响 （2）转换过程的尖峰电压 （3）输入信号电压的摆幅 （4）噪声的抑制 10.4.4 隔离放大器 1．变压器耦合式隔离放大器 2．光电耦合式隔离放大器 10.4.5 V/F变换器 1．由V/F变换器构成的廉价D/A转换器 2．高抗干扰能力的A/D转换器 3．高抗干扰数据输出系统 10.5 软件的抗干扰设计 10.5.1 概述 1．单片机测控系统软件的基本要求 ① 容错性。 ② 实时性。 ③ 足够的时序裕度。 2．软件抗干扰的特点 ① 软件抗干扰的两个作用。在两种情况下需要应用软件抗干扰：一种情况是为了提高系统的效能、节省